CN104959141A - 一种负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料及其制备方法和应用，该复合材料的制备方法是以氧化石墨烯、葡萄糖或多糖为碳源，通过水热合成制备还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液，再直接向分散液中加入可溶性铜盐，进一步水热合成制备负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料。所得复合材料以球形Cu/Cu2O光催化剂生长在层状还原氧化石墨烯/无定形碳基底上，还原氧化石墨烯/无定形碳基底具有良好的亲水性，可以增加Cu/Cu2O光催化剂对水体中有机污染物的吸附，进而可以提高Cu/Cu2O光催化剂的光催化性能的方法，对净化水中有机污染物的水处理的方法意义重大。
Description
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种氧化石墨烯、葡萄糖或多糖、可溶性铜盐为原料，通过二次水热合成制备得到可用于处理水中有机污染物的负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的制备方法。
背景技术
进入21世纪，环渤海地区同长三角、珠三角共同构成了我国东部沿海最具经济活力的地区，相继有天津滨海新区、河北曹妃甸循环经济示范区、沧州渤海新区、辽宁沿海经济带等区域开发正在大规模推进，成为推动我国经济发展的核心区域。渤海是我国唯一的半封闭型内海，为天津、河北、山东和辽宁三省一市所环绕，其海水交换能力差，海洋生态系统比较脆弱，大规模的区域开发给渤海海洋环境带来较大压力，从而对海洋生态环境造成不利影响，经济发展同海洋生态环境的矛盾日益凸显。
为解决环渤海的环境恶化问题，我国先后制定了《渤海碧海行动计划》、《渤海环境保护总体规划(2008-2020年)》等，取得了一定的成效，但目前环渤海地区的环境状况依然严峻，渤海三大湾中，莱州湾海水环境污染程度较重，渤海湾次之，辽东湾相对污染程度较轻，天津近岸海域环境污染最重。
巨大的陆源排污压力是造成渤海环境恶化的主要原因，陆源排放的主要污染物为化学耗氧量、石油类、有机污染物、无机氮和磷酸盐等，尤其值得人们关注的是，有机污染物具有半挥发性、生物高富集的特性，对海洋生态环境具有高度危害性，因此，对环渤海地区近岸海域水体中有机污染物的净化已刻不容缓，开发用于有机污染物降解的新材料对于渤海海洋生态环境保护具有重要的现实意义。
许多专利关于研究有机废水的处理，例如：专利公开号为CN102107980A的专利报道了磁性壳聚糖吸附剂去除碱性废水中含磺酸基染料的方法，首先，将壳聚糖溶解到氯化铁水溶液中，当加入乙醇后会析出固体，析出的固体经过滤、洗涤后与纳米磁性四氧化三铁混合，再与交联剂戊二醛水溶液进行交联反应，即得到磁性壳聚糖吸附剂，然后将得到的磁性壳聚糖吸附剂加入到含磺酸基染料的碱性废水溶液中经，搅拌、磁力分离、烘干得到吸附染料的磁性壳聚糖吸附剂；最后，将吸附染料的磁性壳聚糖吸附剂加入到含有脱附剂的水溶液中，经搅拌、过滤可得到将磁性壳聚糖吸附剂和染料回收利用。专利公开号为CN102078807A的专利研究了负载Er3+:YAlO3/TiO2的光催化剂在可见光照射下降解对有机污染物的降解效果，将含有稀土Er的转换发光剂Er3+:YAlO3掺杂到TiO2粉末中，并将两者的结合物负载于球形活性炭表面，既扩大了TiO2的光吸收边，节约了能源，又实现了TiO2的回收利用，大大降低使用成本。专利公开号为101343135的专利研究了采用电渗析和精馏结合的工艺去除水中低浓度的甲酸、乙酸或其混合物的方法，本发明通过电渗析处理能去除水中的有机酸，而通过蒸馏浓酸溶液又可达到回收高浓度酸的目的。专利公开号为CN102942281A的专利采用二级絮凝沉淀-二级膜分离-蒸发浓缩联合工艺路线处理，对离心机轻相废水和一级膜分离的浓缩水采用中和絮凝沉淀-蒸发-膜分离联合工艺路线进行处理，处理后的废水，其COD达到国家一级水排放标准。专利号为200610129857的专利还报道了节能无臭的微氧生物处理方法对废水中的有机物进行降解，在去除COD的同时，降低了废水的色度和提高了难降解有机物废水的可生化性，此外，专利号为03155006的专利还研究了高速电解氧化处理法处理含有氨基多羧酸的有机废水。综上所述，目前，处理有机废水的方法还存在如下问题：(1)制备工艺复杂，后处理工序繁多，不利于工业化应用；(2)能耗高，不利于节约能源；(3)处理有机物的种类有限，适用范围狭窄；(4)处理工艺成本高，不利于工业化推广。半导体光催化氧化技术作为一种水处理方法在处理有机废水方面具有突出的优点和很强的潜在应用价值，半导体光催化氧化技术被广泛用于水体中有机污染物的降解，光催化氧化法因在太阳光或紫外光的照射下，能光催化降解水中的有机污染物，使其降解为无毒无害的小分子，对环境不造成二次污染等优点成为目前最具应用前景的净化有机污染物的方法。因此，制备廉价高效、工艺简单的处理有机废水的光催化剂成为目前需要克服的首要难题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种以还原氧化石墨烯/无定形碳为基底，负载Cu/Cu2O光催化剂的复合材料。该复合材料的制备方法是以氧化石墨烯、葡萄糖或多糖为碳源，通过水热合成制备还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液，再直接向分散液中加入可溶性铜盐，进一步水热合成制备负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料(即通过载体的设计和二元光催化剂的一步合成两个步骤的叠加)。所得复合材料以球形Cu/Cu2O光催化剂生长在层状还原氧化石墨烯/无定形碳基底上，还原氧化石墨烯/无定形碳基底具有良好的亲水性，可以增加Cu/Cu2O光催化剂对水体中有机污染物的吸附，进而可以提高Cu/Cu2O光催化剂的光催化性能的方法，对净化水中有机污染物的水处理的方法意义重大。
本发明的技术方案为：
一种负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料，复合材料呈分级结构，载体以还原氧化石墨烯/无定形碳基底的片层结构，球形Cu/Cu2O光催化剂生长在层状还原氧化石墨烯/无定形碳基底上，其中，球形Cu/Cu2O光催化剂的粒径在20-800nm之间。
所述负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的制备方法，包括下述步骤：
(1)还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液的制备：将葡萄糖或天然多糖溶解于氧化石墨烯的水溶液中，室温-100℃搅拌2小时，自然冷却至室温，得到氧化石墨烯和糖的混合液，其中：混合液中糖的浓度为10～90mg/mL，石墨烯溶液的浓度为0.3～1.5mg/mL，将此混合液倒入高压釜中，在160-180℃条件下水热反应6-24h，自然冷却至室温，即得到还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液；
(2)负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的制备：将可溶性铜盐加入到置于高压釜中的步骤1所制备的还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液中，其中，每mL还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液加入0.001～0.02g铜源，搅拌至可溶性铜盐完全溶解，然后，在110-180℃条件下水热反应6-24h，自然冷却至室温，再经离心、洗涤、干燥等后续处理，即得到负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料；
步骤1中，所述天然多糖为土豆淀粉、魔芋淀粉、小麦淀粉或玉米淀粉。
步骤2中，所述可溶性铜盐为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜或醋酸铜。
所述的步骤(1)中的糖溶液浓度的优选值为10～25mg/mL。
所述的步骤(2)中的铜源加入量的优选值为每mL还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液加入0.002～0.005g铜源。
所述的负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的应用，用于废水中的有机污染物的降解。
包括以下步骤：
将所述的负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料，加入含有有机污染物的废水中，然后搅拌20～40min，完成吸附降解；其中，每毫升废水加入复合材料1mg～5mg，废水中有机污染物的浓度为5～20mg/L。
所述的有机污染物具体为甲基橙、甲基蓝、甲醛、甲苯、DDT和罗丹明-B中的一种或多种。
本发明的反应机理是：
当氧化石墨烯的水溶液和葡萄糖或天然多糖溶液混合均匀后经水热反应将会发生缩聚反应，其中，氧化石墨烯被还原生成，葡萄糖或天然多糖被碳化生成无定形碳，形成亲水性的还原氧化石墨烯/无定形碳分散液，当加入可溶性铜盐进一步水热反应，无定形碳将二价铜离子还原生成单质铜和氧化亚铜的复合物，最终得到负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料。
本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：
(1)本发明采用还原氧化石墨烯和无定形碳为基底具有明显的优越性。还原氧化石墨烯为层状结构，具有较大的比表面积，且亲水性良好，而无定形碳为还原剂，可以还原二价铜离子，同时也具有良好的亲水性，因此，以还原氧化石墨烯和无定形碳为基底可以提高光催化剂的吸附能力。
(2)本发明制备的负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料，其中，Cu和Cu2O的比例可以通过调节无定形碳和可溶性铜盐的质量比、水热反应的温度和时间等控制，操作简单。
(3)本发明利用还原氧化石墨烯和无定形碳为基底，负载单质铜和氧化亚铜复合光催化剂所制备的复合材料具有良好的可见光吸收特性，在模拟太阳光下照射甲基橙溶液，甲基橙的降解率高达99.6％，有利于充分利用太阳光，节约能源。在废水处理应用领域相对于文献报道的中空结构的氧化铜光催化降解效率高20％左右，效果更好，具有广泛的应用价值。
附图说明
图1为实施例1中得到的负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的扫描电镜照片(SEM)
图2为实施例3中得到的负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的扫描电镜照片(SEM)
图3为实施例1中得到的负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的X-射线衍射谱图(XRD)
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明涉及的氧化石墨烯溶液为公知产品，以下实施例使用的均购自中国科学院山西煤炭化学研究所，浓度为2mg/mL。
本发明负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料吸附性能的测试方法为：将所得到的负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料加入到甲基橙/甲基蓝/罗丹明-B的模拟有机废水溶液中，在光催化反应装置中吸附30min使之达到吸附平衡，测得此时甲基橙/甲基蓝/罗丹明-B溶液的吸光度为A0，在模拟太阳光的照射下反应2-12h，最终，甲基橙/甲基蓝/罗丹明-B的吸光度为An，测得反应前后甲基橙/甲基蓝/罗丹明-B的吸光度变化ΔA＝A0-An，则甲基橙/甲基蓝/罗丹明-B的降解率为η＝ΔA/A0*100％。
实施例1
(1)还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液的制备：将葡萄糖溶解于氧化石墨烯的水溶液中，室温搅拌2小时，得到氧化石墨烯和糖的混合液，其中：混合液中糖溶液的浓度为10mg/mL，石墨烯溶液的浓度为0.3mg/mL，将此混合液倒入高压釜中，在180℃条件下水热反应6h，自然冷却至室温，即得到还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液；
(2)负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的制备：将一定量的硫酸铜加入到步骤1所制备的还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液中(每mL还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液加入0.002g硫酸铜)，搅拌至硫酸铜完全溶解，然后，将其倒入高压釜中在180℃条件下水热反应6h，自然冷却至室温，再经离心、洗涤、干燥等后续处理，即得到负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料；
(3)由图1可知，球形Cu/Cu2O生长在层状还原氧化石墨烯/无定形碳基底上，在干燥过程中由于失去水分造成层状基底发生褶皱，球形Cu/Cu2O的粒径约为250nm-800nm。由图3的XRD谱图可知，所制备的复合材料中含Cu/Cu2O和还原氧化石墨烯和无定形碳。称量10mg负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料，加入10mL浓度为10mg/L的甲基蓝溶液，在暗箱中搅拌30min使之达到吸附平衡，然后，在模拟太阳光下照射12h，通过紫外可见分光光度计测得甲基蓝的降解率为95％。
实施例2
(1)还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液的制备：将魔芋淀粉溶解于氧化石墨烯的水溶液中，60℃搅拌2小时，自然冷却至室温，得到氧化石墨烯和糖的混合液，其中：糖溶液的浓度为10mg/mL，石墨烯溶液的浓度为0.3mg/mL，将此混合液倒入高压釜中，在180℃条件下水热反应16h，自然冷却至室温，即得到还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液；
(2)负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的制备：将一定量的醋酸铜加入到步骤1所制备的还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液中(每mL还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液加入0.002g醋酸铜)，搅拌至醋酸铜完全溶解，然后，将其倒入高压釜中在110℃条件下水热反应24h，自然冷却至室温，再经离心、洗涤、干燥等后续处理，即得到负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料；
(3)称量10mg负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料，加入10mL浓度为10mg/L的甲基橙溶液，在暗箱中搅拌30min使之达到吸附平衡，然后，在模拟太阳光下照射12h，通过紫外可见分光光度计测得甲基橙的降解率为96.3％。
实施例3
(1)还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液的制备：将玉米淀粉溶解于氧化石墨烯的水溶液中，100℃搅拌2小时，自然冷却至室温，得到氧化石墨烯和糖的混合液，其中：糖溶液的浓度为10mg/mL，石墨烯溶液的浓度为0.3mg/mL，将此混合液倒入高压釜中，在180℃条件下水热反应24h，自然冷却至室温，即得到还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液；
(2)负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的制备：将一定量的醋酸铜加入到步骤1所制备的还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液中(每mL还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液加入0.002g醋酸铜)，搅拌至醋酸铜完全溶解，然后，将其倒入高压釜中在140℃条件下水热反应24h，自然冷却至室温，再经离心、洗涤、干燥等后续处理，即得到负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料；
(3)由图2可知，球形Cu/Cu2O生长在层状还原氧化石墨烯/无定形碳基底上，在干燥过程中由于失去水分造成层状基底发生褶皱，由于球形Cu/Cu2O在制备过程中发生黏连，从而造成多个球形Cu/Cu2O串联成不规则链状结构，球形Cu/Cu2O的粒径约为25nm-100nm。称量10mg负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料，加入10mL浓度为10mg/L的甲基橙溶液，在暗箱中搅拌30min使之达到吸附平衡，然后，在模拟太阳光下照射12h，通过紫外可见分光光度计测得甲基橙的降解率为99.6％。
实施例4
(1)还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液的制备：将葡萄糖溶解于氧化石墨烯的水溶液中，室温搅拌2小时，得到氧化石墨烯和糖的混合液，其中：糖溶液的浓度为90mg/mL，石墨烯溶液的浓度为1.5mg/mL，将此混合液倒入高压釜中，在160℃条件下水热反应24h，自然冷却至室温，即得到还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液；
(2)负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的制备：将一定量的氯化铜加入到步骤1所制备的还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液中(每mL还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液加入0.005g氯化铜)，搅拌至氯化铜完全溶解，然后，将其倒入高压釜中在160℃条件下水热反应24h，自然冷却至室温，再经离心、洗涤、干燥等后续处理，即得到负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料；
(3)称量10mg负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料，加入10mL浓度为15mg/L的甲醛溶液，在暗箱中搅拌30min使之达到吸附平衡，然后，在模拟太阳光下照射6h，通过紫外可见分光光度计测得甲醛的降解率为97.8％。
实施例5
(1)还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液的制备：将葡萄糖溶解于氧化石墨烯的水溶液中，室温搅拌2小时，得到氧化石墨烯和糖的混合液，其中：糖溶液的浓度为25mg/mL，石墨烯溶液的浓度为1mg/mL，将此混合液倒入高压釜中，在180℃条件下水热反应6h，自然冷却至室温，即得到还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液；
(2)负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的制备：将一定量的硫酸铜加入到步骤1所制备的还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液中(每mL还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液加入0.02g硫酸铜)，搅拌至硫酸铜完全溶解，然后，将其倒入高压釜中在180℃条件下水热反应12h，自然冷却至室温，再经离心、洗涤、干燥等后续处理，即得到负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料；
(3)称量50mg负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料，加入10mL浓度为20mg/L的甲基橙溶液，在暗箱中搅拌30min使之达到吸附平衡，然后，在模拟太阳光下照射12h，通过紫外可见分光光度计测得甲基橙的降解率为79.5％。
实施例6
(1)还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液的制备：将土豆溶解于氧化石墨烯的水溶液中，100℃搅拌2小时，自然冷却至室温，得到氧化石墨烯和糖的混合液，其中：糖溶液的浓度为15mg/mL，石墨烯溶液的浓度为0.5mg/mL，将此混合液倒入高压釜中，在180℃条件下水热反应12h，自然冷却至室温，即得到还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液；
(2)负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的制备：将一定量的硝酸铜加入到步骤1所制备的还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液中(每mL还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液加入0.005g硝酸铜)，搅拌至硝酸铜完全溶解，然后，将其倒入高压釜中在150℃条件下水热反应24h，自然冷却至室温，再经离心、洗涤、干燥等后续处理，即得到负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料；
(3)称量10mg负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料，加入10mL浓度为5mg/L的罗丹明-B溶液，在暗箱中搅拌30min使之达到吸附平衡，然后，在模拟太阳光下照射12h，通过紫外可见分光光度计测得罗丹明-B的降解率为97.5％。
由以上实施例可知，所制备负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的质量比可以通过调控可溶性铜盐和糖的质量比来调控，随着二者质量比的增加，负载Cu/Cu2O光催化剂的粒径逐渐增大，随着水热温度的提高和水热时间的延长负载Cu/Cu2O光催化剂的粒径也是逐渐增大的，但当水热温度超过180℃和水热时间超过16h负载Cu/Cu2O光催化剂的粒径不再变化。
本发明未尽事宜为公知技术。
Claims (9)
1.一种负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料，其特征为该复合材料呈分级结构，载体以还原氧化石墨烯/无定形碳基底的片层结构，球形Cu/Cu2O光催化剂生长在层状还原氧化石墨烯/无定形碳基底上，其中，球形Cu/Cu2O光催化剂的粒径在20-800nm之间。
2.如权利要求1所述的负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的制备方法，其特征为包括下述步骤：
（1）还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液的制备：将葡萄糖或天然多糖溶解于氧化石墨烯的水溶液中，室温-100℃搅拌2小时，自然冷却至室温，得到氧化石墨烯和糖的混合液，其中：混合液中糖的浓度为10~90mg/mL，石墨烯溶液的浓度为0.3~1.5mg/mL，将此混合液倒入高压釜中，在160-180℃条件下水热反应6-24h，自然冷却至室温，即得到还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液；
（2）负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的制备：将可溶性铜盐加入到置于高压釜中的步骤1所制备的还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液中，其中，每mL还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液加入0.001~0.02g铜源，搅拌至可溶性铜盐完全溶解，然后，在110-180℃条件下水热反应6-24h，自然冷却至室温，再经离心、洗涤、干燥等后续处理，即得到负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料。
3.如权利要求2所述的负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的制备方法，其特征为步骤1中，所述天然多糖为土豆淀粉、魔芋淀粉、小麦淀粉或玉米淀粉。
4.如权利要求2所述的负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的制备方法，其特征为步骤2中，所述可溶性铜盐为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜或醋酸铜。
5.如权利要求2所述的负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的制备方法，其特征为所述的步骤（1）中的糖溶液浓度的优选值为10~25mg/mL。
6.如权利要求2所述的负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的制备方法，其特征为所述的步骤（2）中的铜源加入量的优选值为每mL还原氧化石墨烯/无定形碳基底分散液加入0.002~0.005 g铜源。
7.如权利要求1所述的负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的应用，其特征为用于废水中的有机污染物的降解。
8.如权利要求7所述的负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的应用，其特征为包括以下步骤：
将所述的负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料，加入含有有机污染物的废水中，然后搅拌20~40 min，完成吸附降解；其中，每毫升废水加入复合材料1~5mg，废水中有机污染物的浓度为5~20mg/L。
9.如权利要求7所述的负载Cu/Cu2O光催化剂的还原氧化石墨烯/无定形碳复合材料的应用，其特征为所述的有机污染物具体为甲基橙、甲基蓝、甲醛、甲苯、DDT和罗丹明-B中的一种或多种。
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105819488A (zh) * | 2016-03-28 | 2016-08-03 | 安阳师范学院 | 氮掺杂石墨烯负载Cu2O-CuO纳米针复合材料的制备方法 |
| CN106238747A (zh) * | 2016-07-12 | 2016-12-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种多级铜/氧化亚铜纳米线材料的制备方法和基于该材料的葡萄糖传感器电极 |
| CN106596665A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-04-26 | 常州大学 | 一种氧化铜掺氮石墨烯气凝胶的应用 |
| CN106824084A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-06-13 | 天津大学 | 一种纳米氧化亚铜/铜修饰的炭基吸附剂的制备方法及除碘应用 |
| CN107161980A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-09-15 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所南昌研究院 | 一种具有氧化石墨烯褶皱形貌的碳纳米片的制备方法 |
| CN107419516A (zh) * | 2017-09-17 | 2017-12-01 | 赵兵 | 一种基于两性纤维素的氧化石墨烯复合材料及其制备方法 |
| CN107413161A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-12-01 | 厦门捌斗新材料科技有限公司 | 一种氧化铜/石墨烯复合材料及其制备方法和应用 |
| CN112473648A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-03-12 | 杭州师范大学 | 一种还原氧化石墨烯复合偏锡酸锌量子点光催化剂的制备方法 |
| CN113198470A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-03 | 北京理工大学 | 一种负载氧化亚铜和还原氧化石墨烯的碳基底复合催化剂及其制备方法与应用 |
| CN113457619A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-10-01 | 沈阳大学 | 三维CuxO石墨烯及其制备方法与应用 |
| CN114591660A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-06-07 | 浙江画之都文化创意有限公司 | 一种具有高吸光性和净化空气功能的黑色涂料 |
| US11717810B1 (en) * | 2022-03-18 | 2023-08-08 | Najran University | Nanocomposite photocatalyst and method of degrading organic pollutant therewith |
| JP7399423B2 (ja) | 2020-06-09 | 2023-12-18 | 国立大学法人弘前大学 | 触媒電極、その製造方法およびそれを用いたギ酸酸化方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102315433A (zh) * | 2011-09-07 | 2012-01-11 | 中国矿业大学 | 石墨烯负载Cu-CuxO复合材料及其制备方法 |
| CN104772118A (zh) * | 2015-04-24 | 2015-07-15 | 河北工业大学 | 一种亲水性石墨烯基碳材料及其应用 |
-
2015
- 2015-07-17 CN CN201510422986.6A patent/CN104959141B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102315433A (zh) * | 2011-09-07 | 2012-01-11 | 中国矿业大学 | 石墨烯负载Cu-CuxO复合材料及其制备方法 |
| CN104772118A (zh) * | 2015-04-24 | 2015-07-15 | 河北工业大学 | 一种亲水性石墨烯基碳材料及其应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| GAO ZHIYONG; ET AL.: "One-pot synthesis of graphene-cuprous oxide composite with enhanced photocatalytic activity", 《SOLID STATE SCIENCES》 * |
| XU JIASHENG; ET AL.: "Sonochemical fabrication of Cu2O@C/graphene nanohybrid with a hierarchical architecture", 《JOURNAL OF SOLID STATE CHEMISTRY》 * |
| ZENG BIN;ET AL.: "CNTs/rGO spheres decorated with CuxO (x = 1 or 2) nanoparticles and its photocatalytic performance", 《CATALYSIS COMMUNICATIONS》 * |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105819488A (zh) * | 2016-03-28 | 2016-08-03 | 安阳师范学院 | 氮掺杂石墨烯负载Cu2O-CuO纳米针复合材料的制备方法 |
| CN105819488B (zh) * | 2016-03-28 | 2017-03-29 | 安阳师范学院 | 氮掺杂石墨烯负载Cu2O‑CuO纳米针复合材料的制备方法 |
| CN106238747A (zh) * | 2016-07-12 | 2016-12-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种多级铜/氧化亚铜纳米线材料的制备方法和基于该材料的葡萄糖传感器电极 |
| CN106596665A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-04-26 | 常州大学 | 一种氧化铜掺氮石墨烯气凝胶的应用 |
| WO2018166348A1 (zh) * | 2017-03-15 | 2018-09-20 | 天津大学 | 一种纳米氧化亚铜/铜修饰的炭基吸附剂的制备方法及除碘应用 |
| CN106824084A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-06-13 | 天津大学 | 一种纳米氧化亚铜/铜修饰的炭基吸附剂的制备方法及除碘应用 |
| CN107161980A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-09-15 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所南昌研究院 | 一种具有氧化石墨烯褶皱形貌的碳纳米片的制备方法 |
| CN107413161A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-12-01 | 厦门捌斗新材料科技有限公司 | 一种氧化铜/石墨烯复合材料及其制备方法和应用 |
| CN107413161B (zh) * | 2017-07-10 | 2020-03-31 | 厦门捌斗新材料科技有限公司 | 一种氧化铜/石墨烯复合材料及其制备方法和应用 |
| CN107419516A (zh) * | 2017-09-17 | 2017-12-01 | 赵兵 | 一种基于两性纤维素的氧化石墨烯复合材料及其制备方法 |
| JP7399423B2 (ja) | 2020-06-09 | 2023-12-18 | 国立大学法人弘前大学 | 触媒電極、その製造方法およびそれを用いたギ酸酸化方法 |
| CN112473648A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-03-12 | 杭州师范大学 | 一种还原氧化石墨烯复合偏锡酸锌量子点光催化剂的制备方法 |
| CN113457619A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-10-01 | 沈阳大学 | 三维CuxO石墨烯及其制备方法与应用 |
| CN113198470A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-03 | 北京理工大学 | 一种负载氧化亚铜和还原氧化石墨烯的碳基底复合催化剂及其制备方法与应用 |
| CN113198470B (zh) * | 2021-05-18 | 2021-12-03 | 北京理工大学 | 一种负载氧化亚铜和还原氧化石墨烯的碳基底复合催化剂及其制备方法与应用 |
| CN114591660A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-06-07 | 浙江画之都文化创意有限公司 | 一种具有高吸光性和净化空气功能的黑色涂料 |
| CN114591660B (zh) * | 2021-12-02 | 2022-12-06 | 浙江画之都文化创意有限公司 | 一种具有高吸光性和净化空气功能的黑色涂料 |
| US11717810B1 (en) * | 2022-03-18 | 2023-08-08 | Najran University | Nanocomposite photocatalyst and method of degrading organic pollutant therewith |
| US11890595B2 (en) | 2022-03-18 | 2024-02-06 | Najran University | Method of photodegrading an organic pollutant in aqueous media |
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